Ученые Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ стали победителями конкурса грантов в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры. Выполняемый совместно с партнерами из НИЦ «Курчатовский институт» проект «Разработка инфраструктуры для умных станций operando диагностики на источниках СИ и внедрение на станции МУР КИСИ» направлен на создание первой России умной станции на источнике синхротронного излучения.
Развитие инфраструктуры синхротронных источников (СИ) является ключевым направлением для современных научных исследований в области материаловедения, химии, нано- биотехнологий. Синхротронное излучение позволяет проводить уникальные эксперименты с высоким пространственным и временным разрешением, что делает его незаменимым инструментом для изучения структуры и динамических свойств материалов на атомном уровне. Однако, для полноценного использования потенциала СИ в реальном секторе экономики и повышения качества экспериментальных данных, получаемых на станциях СИ необходимо создание специализированной инфраструктуры и интеллектуальных системам управления экспериментом с анализом больших данных в режиме реального времени, способных обеспечить высокую точность, воспроизводимость и автоматизацию экспериментов.
Целью данного проекта является повышение качества и надежности экспериментальных данных, получаемых на станциях СИ, за счёт стандартизации и автоматизации operando измерений и анализа данных методами искусственного интеллекта с переходом в самоуправляемый режим работы 24/7.
Руководитель проекта, профессор, научный руководитель направления ЮФУ Александр Солдатов отмечает, что результаты проекта, будут значимыми как для фундаментальной науки, так и для решения конкретных задач высокотехнологичных предприятий реального сектора экономики России, обеспечивая технологическое лидерство страны по целому ряду стратегически важных направлений развития.
«Следует отметить, – продолжает Александр Солдатов, – что физический ввод станции малоуглового рассеяния КИСИ и оснащение её инфраструктурой для operando диагностики материалов позволит проводить исследования в условиях, воспроизводящих реальные технологические процессы, что критически важно для понимания механизмов химических реакций, фазовых переходов и самоорганизации наноструктур, а это несомненно откроет новые возможности для разработки широких классов новых уникальных стратегически важных материалов».
Александр Солдатов является признанным экспертом в области спектроскопии рентгеновского поглощения, а его научная группа занимает лидирующие мировые позиции в этой области. Помимо этого, профессор – один из пионеров в области разработки и применения методов изучения локальной атомной и электронной структуры вещества посредством теоретического анализа спектров рентгеновского поглощения в околопороговой области XANES. Его деятельность в области теоретической интерпретации спектров рентгеновского поглощения заложила основы для применения XANES спектроскопии для исследования атомной структуры материалов без дальнего порядка, которая была отмечена призом международного общества IXAS.
Исследователи Южного федерального университета активно сотрудничают с коллегами из НИЦ «Курчатовский институт», в том числе в рамках стратегического проекта ЮФУ «Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов под управлением искусственного интеллекта» программы «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
Справочно:
- Умная станция на источнике синхронного излучения – это лаборатория на источнике синхротронного излучения (установка «мега-сайенс»), управляемая технологиями искусственного интеллекта, позволяющая анализировать «большие данные» в режиме реального времени, обеспечивая полный контроль за качеством получаемых экспериментальных данных и возможность решения поставленных в ходе эксперимента конкретных задач пользователей.
- operando-диагностика – диагностика (вариант - «анализ») изменения атомной структуры материалов в ходе процессов при реальных технологических условиях.